2024
Постійне посилання на фонд
Переглянути
Перегляд 2024 за Дата публікації
Зараз показуємо 1 - 20 з 31
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Синтез алгоритмiв фiльтрацiї результатiв вимiрювань в системах навiгацiї безпiлотних лiтальних апаратiв(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Зiмчук, I. В.; Шапар, Т. М.; Ковба, М. В.Безпiлотнi лiтальнi апарати (БпЛА) є одним з основних напрямкiв розвитку свiтової авiацiйної технiки. Широке застосування БпЛА рiзних класiв як у вiйськовiй, так i в цивiльнiй сферах вимагає розробки та виробництва високоточних бортових навiгацiйних систем малої вартостi, ваги та габаритiв. При проєктуваннi систем навiгацiї безпiлотних лiтальних апаратiв передбачається використання iнформацiї вiд багатьох датчикiв та засобiв корекцiї, що дозволяє суттєво пiдвищити точнiсть систем, що розробляються. Для обробки навiгацiйної iнформацiї в таких системах застосовують алгоритми стохастичної фiльтрацiї, зокрема фiльтр Калмана та рiзнi його модифiкацiї, якi дозволяють врахувати нелiнiйний характер задачi. Iснуючi алгоритми фiльтрацiї характеризуються високою обчислювальною складнiстю, а iнженери зустрiчаються з проблемою їхньої практичної реалiзацiї через абстрактну форму подання, яка не вiдображає деталей реалiзацiї. Саме тому в роботi викладено методику структурного синтезу рекурентних алгоритмiв полiномiальної фiльтрацiї вимiрювань в системах навiгацiї безпiлотних лiтальних апаратiв. Викладений пiдхiд ґрунтується на поданнi згладжувальних фiльтрiв як динамiчних систем, що описуються дискретними передаточними функцiями, якi пiдлягають визначенню. Теоретичною основою синтезу передаточних функцiй є третя форма умов iнварiантностi помилки фiльтра вiдносно моделi вхiдного впливу. Рiвняння рекурентного згладжування визначаються як функцiї часу, якi пов’язують вхiд та вихiд синтезованих операторiв перетворення фiльтра. Запропонований пiдхiд дозволяє: синтезувати ефективнi алгоритми полiномiальної фiльтрацiї, якi мають мiнiмальну складнiсть для своєї реалiзацiї; на етапi синтезу формувати властивостi фiльтрiв стосовно згладжування шумiв та виключення динамiчних помилок; в процесi синтезу визначати умови, при виконаннi яких цифровий фiльтр буде стiйким. В роботi наводиться приклад синтезу алгоритму фiльтрацiї, працездатнiсть та ефективнiсть якого дослiджено шляхом комп’ютерного моделювання.Документ Відкритий доступ Експериментальне дослiдження впливу рупора на чутливiсть ультразвукового далекомiра(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Лемеха, В. О.; Шульга, А. В.Розглянуто завдання, де виникає необхiднiсть вимiрювання точної вiдстанi мiж об’єктами. Встановлено, що ефективними для вимiрювання вiдстанi є ультразвуковi далекомiри завдяки їхнiй безконтактнiй роботi, високiй точностi, широкому дiапазону вимiрювань та здатностi функцiонувати в рiзних умовах. Використання рупора в ультразвукових далекомiрах є досить поширеною практикою, оскiльки вони дозволяють пiдвищити їх чутливiсть. Вiдомо, що iснує багато рiзних типiв рупорiв, якi вiдрiзняються формою, розмiрами та матерiалами. Однак, найпоширенiшими з них є конiчнi рупори, якi не вимагають складностi при виготовленнi та мають досить низьку вартiсть. Зпроєктовано та виготовлено за допомогою ЗD-друку шiсть варiантiв дослiдних рупорiв з довжиною вiд 10 мм до 60 мм. Розроблено експериментальний стенд з поворотною платформою, який має приймача та передавача, мiж якими вимiрюється вiдстань та дiаграми спрямованостi звукового тиску. Експериментальнi дослiдження проводились на вiдстанях вiд одного до трьох метрiв з iнтервалом 0.5 метра. Оброблено всi результати вимiрювання та побудованi дiаграми спрямованостi для всiх випадкiв, використовуючи один з виготовлених рупорiв. Представлено дiаграми спрямованостi саме для мiнiмальної i максимальної вiдстаней обраного дiапазону. Дослiдження показало, що застосування рупора довжиною 50 або 60 мм призвело до пiдвищення рiвня звукового тиску на 10 дБ вiдносно вимiрювань без рупора. Але при зменшеннi довжини рупора менше 40 мм спостерiгається зниження ефективностi випромiнювання звуку. Це пояснюється порушенням оптимальних умов для формування звукової хвилi, що призводить до втрат енергiї та розширення дiаграми спрямованостi. Обґрунтовано вибiр довжини рупора, при якiй не вiдбуваються падiння ефективностi випромiнювання звукових хвиль.Документ Відкритий доступ Impact of Electronic Components Thermal Resilience on the Reliability of Radio-Electronic Equipment(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Nikitchuk, A. V.The article focuses on the impact of temperature on the reliability of electronic components, as in non-redundant radio-electronic equipment, the failure of any component typically leads to the failure of the entire device. The methods and approaches used to analyze the electronics reliability, predict operational lifespans, and to enhance it are considered. Thermal effects are among the most significant factors influencing reliability indicators of electronics, such as the probability of failure-free operation and mean time to failure. The sequence of accounting for thermal factors during the calculations of operational failure rate, mean time to failure, and the probability of failure-free operation according to the recommendations of Ukrainian State Standards is analyzed. The primary focus is on calculating the mean time to failure for various groups of resistors, capacitors, integrated circuits, and semiconductor components. Modern approaches to reliability assessment are used in the study, particularly a combination of failure physics and computer modeling. It was determined that the difference in the mean time to failure between the most and least thermally resilient electronic components of radio-electronic equipment can be very significant and only increases with rising temperatures.Документ Відкритий доступ Scattering of Electromagnetic Waves by Frequency-Detuned Systems of Dielectric Resonators(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Trubin, O. O.The general problem of scattering on a system of frequency-detuned coupled Dielectric Resonators (DRs) located in one or several transmission lines is considered. The field describing the natural oscillations of the system of detuned DRs is decomposed over the field of partial resonators. A system of equations is derived, the solution of which allows one to determine the frequencies and amplitudes of the system’s natural oscillations. It is shown that the resulting system of equations, by means of algebraic transformations, can be reduced to the problem of determining the eigenfunctions and eigenvalues of a finite-dimensional operator, determined through the elements of the coupling operator of frequency-detuned DRs. The limitations of the proposed calculation method are noted. The solution to the scattering problem is expanded in terms of the natural oscillation field of the system of detuned DRs. A system of linear equations for the amplitudes of forced oscillations is obtained. It is shown that in the particular case of identical resonator frequencies, the found system exactly coincides with the equations obtained previously for various types of DR. General solutions are found for the scattered field on frequency-detuned resonators located in different transmission lines. Several examples are given of calculating the frequency dependences of the scattering matrix for the most interesting structures consisting of coupled dielectric resonators detuned in natural oscillation frequencies. The frequency characteristics of the scattering of two bandstop filters with different stop bands, made on detuned DRs in the same transmission line, are calculated. The frequency dependences of the scattering matrix on two bandpass filters located parallel between regular lines are calculated. The scattering characteristics of bandpass filters of complex designs containing various DRs are calculated: a bandpass filter built on a system of coupled DRs in a transmission line break and several DRs in a regular line, as well as an elliptical bandpass filter. The capabilities of the proposed method are demonstrated by the example of optimizing the scattering characteristics of a demultiplexer built on the basis of two bandpass filters with different passband frequencies. The proposed method also makes it possible to calculate the scattering characteristics of bandpass and bandstop filters with several operating frequency bands used in modern communication systems.Документ Відкритий доступ Адаптивне виявлення сигналу рухомої цiлi в FMCW радарi при невiдомiй потужностi шуму(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Маленчик, Т. В.; Жук, С. Я.Одним з перспективних засобiв виявлення рухомих цiлей на малих вiдстанях є FMCW радар. Вiн забезпечує: високоточне вимiрювання дальностi, а також радiальної швидкостi, низьке енергоспоживання. Вихiдною iнформацiєю для алгоритмiв виявлення сигналiв цiлей в FMCW радарi є далекомiрнодоплерiвський портрет. Вiн формується шляхом двомiрного дискретного перетворення Фур’є (ДПФ) над отриманими на iнтервалi когерентного накопичення демодульованими сигналами вiдповiдних перiодiв модуляцiї. У випадку однорiдного шуму з невiдомою потужнiстю викорстання алгоритмiв CFAR призводить до надлишкових обчислювальних витрат за рахунок ковзного оцiнювання потужностi шуму. Крiм того розмiри ковзного вiкна обмеженi, що не дозволяє отримати оцiнку потужностi шуму з необхiдною точнiстю. В якостi математичної моделi корисного сигналу вiд цiлi може бути використаний гармонiйний сигнал з невiдомими амплiтудою, частотою i початковою фазою. Розглянуто алгоритм адаптивного виявлення гармонiйного сигналу з невiдомими параметрами, отриманого на iнтервалi когерентного накопичення FMCW радара при вiдомiй потужностi шуму. Пристрiй виявлення побудовано за перiодограмною схемою. Проведено аналiз характеристик виявлення сигналу FMCW радара при вiдомiй потужностi шуму, якi можуть виступати в якостi нижньої границi при невiдомiй дисперсiї шуму. На основi методу максимальної правдоподiбностi запропоновано алгоритм оцiнювання невiдомої потужностi шуму на основi тестової вибiрки, отриманої з далекомiрно-доплерiвського портрету. Оцiнка невiдомої потужностi шуму є вибiрковим середнiм. На основi методу iнтервального оцiнювання визначено довiрчi iнтервали щодо ймовiрностей хибної тривоги i виявлення цiлi в залежностi вiд об’єму тестової вибiрки. Границi ймовiрностi хибної тривоги не залежать вiд оцiнки потужностi шуму. На основi отриманих залежностей можна визначити об’єм вибiрки, що забезпечує допустиме значення довжини довiрчого iнтервалу ймовiрностей хибної тривоги i виявлення цiлi.Документ Відкритий доступ Perspective of Creating Low-Cost Medical Assistant Robot Based on Waffle PI4 Platform with Palm Vein Pattern Scanner(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Anufriiev, V. V.; Levchenko, O. O.; Levchenko, Ye. V.; Chekubasheva, V. A.; Glukhov, O. V.; Galat, O. B.The purpose of this study is to develop a set of modifications for the TurtleBot 3 Waffle Pi robotic platform. One of the key achievements of this work is the creation of a biometric identification system based on the venous pattern of the palm. The principle of operation of the identification system is based on the use of infrared radiation absorbed by hemoglobin in the venous system of the palm. The absorbed radiation creates a clear pattern that can be captured using a camera without an infrared filter. The resulting image is pre-processed to reduce noise and unify with other images for further use in training a convolutional neural network used for patient identification. This identification method allows for high-speed and accurate patient identification, even with dirt or scratches on the palm. The described modifications are aimed at expanding the capabilities of the platform for military medical applications. By integrating these modifications into the TurtleBot 3 Waffle Pi robotic platform, military and civilian hospitals can improve their ability to provide timely and accurate medical care to those in need.Документ Відкритий доступ Дослiдження впливу перiодичної ковзної за частотою радiоперешкоди на радiоканал LoRa(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Нагорнюк, О. А.Більшість сучасних засобів радіоподавлення ближньої дії будуються на основі загальнодоступних комерційних модулів формування радіоперешкод, випромінювання яких є синусоїдальним коливанням з частотою, що змінюється періодично за лінійним законом в межах заданої смуги подавлення. Такі радіовипромінювання відносять до періодичних ковзних за частотою радіоперешкод, а їх потужність має нерівномірний розподіл в частотній області. В статті показано, що дальність дії передавача перешкод залежить від коефіцієнта подавлення, значення якого визначається структурою радіосигналу LoRa та перешкоди. У разі коли потужність перешкоди рівномірно розподілена в частотній області, коефіцієнт подавлення є сталим та дорівнює оберненому значенню критичного відношення сигнал/перешкода. Наведено алгоритм розрахунку коефіцієнта подавлення у випадку впливу на радіоканал LoRa перешкоди з нормальним законом розподілу ймовірностей. Отримано аналітичний вираз для розрахунку розподілу потужності періодичної ковзної за частотою перешкоди в частотній області та показано, що її енергетичний спектр має ряд піків на частотах кратних оберненому значенню періоду перешкоди. Виведено математичні вирази для розрахунку залежностей потужності періодичної ковзної за частотою перешкоди в каналі LoRa і коефіцієнта подавлення від робочої частоти радіоканалу LoRa та періоду перешкоди. Показано, що залежно від обраної частоти радіоканалу різниця потужності перешкоди необхідної для його подавлення може становити більше 50 дБ. Верифікацію розробленого математичного апарату для розрахунку впливу періодичної ковзної за частотою перешкоди на радіоканал LoRa здійснено шляхом імітаційного моделювання в програмному середовищі MATLAB. В результаті моделювання отримано залежності коефіцієнта подавлення від частоти радіоканалу LoRa, які узгоджуються із даними аналітичних розрахунків.Документ Відкритий доступ Implementation of Method of Minimizing the Side Lobe Level of Autocorrelation Functions of Signals With Nonlinear Frequency Modulation(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Kostyria, O. O.; Hryzo, A. A.; Khizhnyak, I. A.; Fedorov, A. V.; Lukianchykov, A. A.An important problem that is solved during the creation of new and modernization of existing radar equipment is to ensure the maximum range of detection of air targets, which requires increasing the radiated power while maintaining the required range resolution. Since the generating devices, which are now widely used as semiconductor elements, have limited peak power, the required energy is emitted by increasing the duration of the sensing radio pulse, and the requirements for resolution are met by using so-called complex signals, the product of the spectrum width of which and their duration (signal base) is greater than one. One of the types of complex signals is multifragment signals with nonlinear frequency modulation, which, unlike the well-known linear frequency modulated signals, have a significantly lower peak side lobes level of autocorrelation functions, but the value of this level depends significantly on the frequency and time parameters of the signal. Finding parameters that minimize the side lobes level of the autocorrelation function of nonlinear frequency modulated signals, which include fragments with linear frequency modulation, is an important scientific and technical problem, the solution of which is the subject of this article. The peculiarity of considering this issue is that, in contrast to the previously proposed implementation of the method of minimizing the side lobes level for mathematical models with a current time change, the paper develops models of shifted time, that is, when the time count of each subsequent signal fragment is shifted to zero. The first section of the paper analyzes the known publications, which shows that the method of minimizing the side lobes level of correlation functions has not been considered before for mathematical models of the shifted. Given this circumstance, the second section of the paper formulates the research objectives. The theoretical justification of a new variant of the proposed method by developing mathematical time-shifted models for two- and three-fragment nonlinear frequency-modulated signals, as well as the modeling results, are presented in Section 3. In further research, it is planned to develop an algorithm for optimizing the time-frequency parameters of signals with nonlinear frequency modulation based on mathematical models of current and shifted time.Документ Відкритий доступ Алгоритм послiдовного виявлення траєкторiї малорозмiрного БпЛА FMCW радаром за критерiєм «найсильнiший сусiд»(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Маленчик, Т. В.; Жук, С. Я.Для забезпечення прийнятної ймовірності виявлення малорозмірних БпЛА виникає необхідність зниження порога виявлення, що призводить до суттєвого збільшення ймовірності хибної тривоги в елементі розрізнення (більше 10-3). Для підвищення ефективності вирішення задач вторинної обробки радіолокаційної інформації при збільшенні кількості хибних відміток, використовуються вирішальні статистики відміток, отримані при первинній обробці сигналів. Відомі алгоритми послідовного виявлення траєкторії цілі з використанням вирішальних статистик відміток вимагають значних обчислювальних витрат. Для вирішення задачі виявлення траєкторії цілі використовується послідовний критерій відношення правдоподібності Вальда з постійними порогами, що розраховуються на основі заданих ймовірностей правильного і хибного виявлення траєкторії цілі. Отримано математичний вираз часткового відношення правдоподібності, у якому враховано щільності ймовірності вирішальної статистики відмітки за умови, що вона є цільовою або хибною, а також ймовірності: виявлення цілі і хибної тривоги в елементі розрізнення, попадання цільової відмітки в строб підтвердження траєкторії, відсутності в стробі хибних відміток. Аналіз запропонованого алгоритму та його порівняння з відомим, у якому ототожнення відміток відбувається за критерієм близькості до центру стробу, проведено за допомогою статистичного моделювання на прикладі виявлення траєкторії цілі за даними FMCW радара, що вимірює дальність та радіальну швидкість цілі. Для опису щільностей ймовірності вирішальної статистики відмітки за умови, що вона є цільовою або хибною використовуються нецентральний і центральний розподіли хі-квадрат з двома ступенями свободи. Для розглянутого прикладу, на відміну від відомого алгоритму, в якому не враховуються вирішальні статистики відмітки, розроблений алгоритм забезпечує збільшення ймовірністі виявлення траєкторії цілі при α = 10-2, 5 x 10-3 на 14%-50% і 4%-34% відповідно. При цьому середнє число оглядів при α = 10-2, 5 x 10-3 зменшується приблизно в 4 та 2.5 рази. Ймовірність хибного виявлення траєкторії цілі FΣт для розробленого алгоритму менше ніж на порядок. При цьому середнє число оглядів при α = 10-2, 5 x 10-3 зменшується приблизно в 3.8 та 2.3 рази відповідно.Документ Відкритий доступ Удосконалений алгоритм побудови безколiзiйного маршруту для багатоагентних ройових роботизованих систем(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Марченко, П. А.; Пономаренко, С. О.Постановка проблеми в загальному вигляді . Зазначається, що для підвищення ефективності виконання цільових завдань використовуються групи (зграї) роботів, які називаються мультиагентними системами. Такі системи рухаються в складному середовищі з перешкодами, що вимагає алгоритмізації процесу побудови беззіткнених маршрутів руху роботизованих транспортних засобів для безпечного пересування в просторі. Проведено аналіз існуючих алгоритмів планування маршрутів руху мобільних роботизованих транспортних засобів. Показано, що для вирішення задачі пошуку оптимального маршруту без зіткнення групи (рою) безпілотних літальних апаратів пропонується використовувати спільну матрицю-сітку (граф) простору з перешкодами та планом руху. Аналіз останніх досліджень і публікацій . Для планування маршруту мобільних роботизованих транспортних засобів використовується алгоритм Дейкстри, швидкий випадковий пошук по дереву, пошукові алгоритми побудови маршруту від однієї точки до іншої. Однак вони вирішують завдання планування маршруту для окремих робототехнічних систем у різних сферах діяльності і недостатньо пристосовані до задач групового керування рухомими об’єктами в складному середовищі з перешкодами. Виклад основного матеріалу . Удосконалено алгоритм побудови маршруту мультиагентної системи роботизованих транспортних засобів для забезпечення безконфліктного переміщення агентів у просторі, які виконують спільні завдання у складі груп (роїв). Покращення досягнуто шляхом додавання евристичної функції для оцінки складності переміщення між осередками. Запропоновано побудову безколізійного маршруту за допомогою модифікованого алгоритму з модифікованою функцією евристичної оцінки руху між вершинами графа, який є елементом кубічної комірки. Показано, що основними етапами алгоритму побудови беззіткнювального маршруту зграї БПЛА є: визначення головного елемента (лідера), побудова загальної сіткової матриці (графа) та визначення зайнятості кожної комірки (вершини) залежно від маршруту та часу, формування функції притягання/відштовхування, яка визначає критерій критичної збіжності групи елементів. Висновок . Алгоритм побудови безколізійного маршруту для ройових мультиагентних систем дозволяє утримувати елементи групи в кластері або в складі рою в цілому під час руху в просторі з перешкодами. Запропонований алгоритм базується на підході побудови сіткової матриці (графа), що розбиває простір на комірки. Заповненість кожної комірки визначається залежно від маршруту БПЛА та часу в дорозі. Критерій критичної збіжності елементів групи визначається функцією притягання/відштовхування, а складність переходу до наступної комірки – евристичною функцією оцінки руху між вершинами графа. Перспективи майбутніх досліджень . Подальші дослідження повинні включати удосконалення математичних методів, заснованих на використанні навчання з підкріпленням агентів і моделювання процесів побудови безколізійних маршрутів для мультиагентних систем.Документ Відкритий доступ Метод автоматичного визначення параметрiв радiосигналiв сформованих за стандартом LoRa(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Нагорнюк, О. А.Радiосигнали сформованi за стандартом LoRa (далi – радiосигнали LoRa) широко використовуються в телекомунiкацiйних системах як цивiльного, так i вiйськового призначення, що обумовлено насамперед їх високою перешкодостiйкiстю. В статтi удосконалено математичну модель радiосигналу LoRa, показано взаємозв’язок мiж модуляцiйними параметрами радiосигналу, параметрами кодування та швидкiстю передачi даних i перешкодостiйкiстю. Проаналiзовано характеристики сучасних радiоелектронних компонентiв, якi пiдтримують технологiю LoRa, та встановлено межi дiапазонiв змiни модуляцiйних параметрiв, що можуть бути застосованi в радiосигналi. Запропоновано метод автоматичного визначення параметрiв радiосигналiв LoRa, який складається iз 4-х етапiв. На першому етапi розраховуються несуча частота та ширина спектра за характеристиками амплiтудно-частотного спектра сигналу. На другому етапi обчислюється тривалiсть iнформацiйного символу шляхом аналiзу особливостей автокореляцiйної функцiї. Отриманi модуляцiйнi параметри округлюються до найближчих сталих значень вiдповiдно до методу мiнiмальної метрики. На третьому етапi обчислюється фактор розширення, який аналiтично пов’язаний iз шириною спектра та тривалiстю iнформацiйного символу. На четвертому етапi визначається напрямок змiни частоти радiосигналу LoRa. Для цього синтезуються два узгодженнi фiльтри (для up-chirp та down-chirp символiв), налаштування яких вiдповiдають обчисленим на попереднiх трьох етапах параметрам радiосигналу LoRa. Рiшення про напрямок змiни частоти приймається за максимальною амплiтудою сигналiв на виходi узгоджених фiльтрiв. Ефективнiсть запропонованого методу перевiрено шляхом моделювання в програмному середовищi MATLAB та технiчного аналiзу радiосигналiв вiдомих протоколiв передачi даних стандарту LoRa. Показано, що метод дозволяє правильно визначити параметри радiосигналiв LoRa iз ймовiрнiстю близькою до 1 при вiдношеннi сигнал/шум вiд -5 дБ.Документ Відкритий доступ Математична модель алгоритма та експериментальне дослiдження точностi вимiрювання девiацiї частоти ЛЧМ сигналу з низькою спектральною щiльнiстю потужностi(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Стейскал, А. Б.; Войтко, В. В.; Марченко, А. О.У статтi запропоновано розв’язувальне правило алгоритму вимiрювання девiацiї частоти лiнiйночастотно-модульованого сигналу з низькою спектральною щiльнiстю потужностi для дискретної моделi автокореляцiйного приймача з квадратурною обробкою та розглянуто варiант зниження тривалостi етапу визначення девiацiї частоти сеансу радiомонiторингу. Синтезовано функцiональний вузол вимiрювання девiацiї частоти лiнiйно-частотно-модульованого сигналу з низькою спектральною щiльнiстю потужностi. Розроблено алгоритм процедури визначення девiацiї частоти лiнiйно-частотномодульованого сигналу.Документ Відкритий доступ Алгоритм пiдвищення точностi прогнозування вихiдної потужностi сонячної електростанцiї при застосуваннi методу найближчих сусiдiв(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Седляров, Є. В.; Клен, К. С.У статтi наведено метод прогнозування вихiдної потужностi сонячної електростанцiї на основi методу регресiї найближчих сусiдiв. Для створення прогнозу вихiдної потужностi використано данi з сонячної електростанцiї в Китаї потужнiстю 50 МВт, що має данi значень сонячної радiацiї, навколишньої температури, тиску та вологостi i вiдповiднi їм значення вихiдної потужностi в перiод з 01.01.2019 до 31.12.2020 з дискретнiстю 15 хвилин. Перед використанням даних проведено їх очищення вiд викидiв методом стандартного мiжквартильного розмаху, роздiлення точок даних на тестову та тренувальну групи i застосовано масштабування ознак методом стандартизацiї для коректного обчислення Евклiдової дистанцiї мiж точками даних. Запропоновано застосування кластеризацiї погодних параметрiв методом k-середнiх, що дозволяє провести iндивiдуальний вибiр кiлькостi сусiдiв для кожного кластеру i виключити вплив точок одного кластеру на кiлькiсть сусiдiв iншого кластеру. Кiлькiсть кластерiв обирається за допомогою визначення коефiцiєнта силуету, тренувальна група погодних параметрiв з вiдповiдними їм значеннями вихiдної потужностi розподiляється по кластерам на основi Евклiдової вiдстанi до центроїд кластерiв. Тестова група погодних параметрiв розподiляється по кластерам, пiсля чого прогнозування методом найближчих сусiдiв вiдбувається в межах кожного кластеру окремо. Вихiдна потужнiсть сонячної електростанцiї розраховується як середня арифметична зважена потужностей сусiдiв кожної точки тестової групи. В кiнцi алгоритму послiдовнiсть точок погодних параметрiв тестової групи вiдновлюється i створюється часовий ряд прогнозу вихiдної потужностi. Запропонований алгоритм дозволив зменшити похибки прогнозу MSE, RMSE, MAPE, MAE на 1 день на 0,5348, 0,2265, 0,38%, 0,1448 вiдповiдно, на 7 днiв похибки стали меншими на 0,1992, 0,0384, 0,1%, 0,0193 вiдповiдно. В результатi вiдносна похибка при прогнозуваннi на 24 години складає 4,22%.Документ Відкритий доступ Гiпервипадковi властивостi функцiональних характеристик радiоелектронної технiки(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Зiньковський, Ю. Ф.; Уривський, Л. О.Розглянуто проблеми та запропоновано методи визначення показникiв функцiонального призначення радiоелектронних пристроїв при проєктуваннi на основi теорiї гiпервипадкових явищ. Гiпервипадковий характер фiзичної величини або процесу проявляється у порушеннi ними умов статистичної стiйкостi, що доцiльно характеризувати через коефiцiєнти статистичної нестабiльностi – флуктуацiї математичного сподiвання та iн. Завданням представленої роботи є виклад методiв проєктування, що враховують гiпервипадковий характер процесiв, якi протiкають в радiоелектронних засобах (РЕЗ), та визначення характеристик функцiонування РЕЗ методами розрахунку гiпервипадкових показникiв. Для опису гiпервипадкових величин використано ймовiрнiснi характеристики випадкових процесiв: функцiї розподiлу та щiльностi ймовiрностi. Наявнi методи проєктування РЕЗ не враховують гiпервипадкову природу фiзичних процесiв, що вiдбуваються в радiоелектроннiй апаратурi (РЕА). При функцiонуваннi РЕА характеристики та параметри вiдображуються у виглядi операторiв, кожен з яких формується як результат множини вхiдних впливiв, внутрiшнiх процесiв i зовнiшнiх факторiв. Системний аналiз структури РЕА показує, що основнi складовi її конструктивної складностi – це комiрки та мiкрозбiрки, якi у загальному обсязi всiєї РЕА складають не менш 75-80%. Для них головними дестабiлiзуючими факторами є механiчнi та тепловi (зовнiшнi та внутрiшнi). Запропоновано рiвняння механiчних коливань друкованої плати iз урахуванням гiпервипадкового характеру фiзичних величин, що визначають ймовiрнiснi значення динамiчного прогину плати, власну частоту коливань, частоту зовнiшнього збудження та iн. Розглянута гiпервипадкова модель нестацiонарного теплового поля в платi, що враховує поширення теплової енергiї в платi кондукцiєю та охолодження її конвекцiєю через диференцiальне рiвняння параболiчного типу. Отримане рiшення в межах математичної моделi здiйснено методом кiнцевих iнтегральних перетворень та має вигляд гiпервипадкової функцiї. Для розрахункiв функцiональних показникiв РЕА з урахуванням гiпервипадковостi може бути затребуваний спецiалiзований математичний апарат для знаходження щiльностi розподiлу, математичного сподiвання та дисперсiї їх випадкових значень. Подальшими доцiльним дослiдженнями слiд вважати проблеми обчислюваного характеру, оскiльки, на вiдмiну вiд стандартних математичних пакетiв (наприклад, MathCad), для розрахункiв вихiдних параметрiв апаратури iз ознаками гiпервипадковостi необхiдна спецiалiзована математична пiдтримка.Документ Відкритий доступ Mathematical Modeling the Electrical Impedance of Piezoceramic Disk Oscillating in Wide Frequency Range (Part 2. Medium Frequencies)(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Bazilo, C. V.; Faure, E. V.; Usyk, L. M.; Tuz, V. V.; Chorniy, A. M.This paper presents further developments in mathematical modeling of the electrical impedance of a piezoceramic disk in a wide frequency range, specifically focusing on the mid-frequency range, i.e., when the elastic wavelength becomes commensurate with the radius of the piezoceramic disk, which is important for numerous modern applications. A mathematical model was developed for disk piezoelectric transducers made of piezoceramics to estimate their electrical impedance and quasi-static electrical capacity in the medium frequency range basing on their geometrical, physical, and mechanical characteristics. The research has found that a piezoceramic disc attains electromechanical anti-resonance in the medium frequency range at frequency, at which its electrical impedance follows to infinity. This effect is due to the polarization charges being completely compensated by the electric charge, when the electric current vanishes and energy consumption from the generator is absent. The calculations proved that at frequencies close to the first thickness resonance (corresponding to the dimensionless wave number from 40 to 60), the radial displacements of material particles of the disk vanish. A very rapid decrease in the levels of radial shifts with a simultaneous increase in the electromechanical resonance number was noted. The evaluation of the mechanical quality factor of piezoceramic disk elements, obtained with the developed mathematical model, closely correlates with real values, which is confirmed by the high agreement between theoretical and experimental results.Документ Відкритий доступ Енергетична модель оптичної системи поляриметричного тепловiзора(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Колобродов, В. Г.Поляриметричне дистанцiйне зондування є вiдносно новим напрямком теплобачення та має рiзноманiтнi сфери застосування. Останнiм часом тепловiзори широко використовуються у вiйськовiй справi в якостi систем спостереження, якi дозволяють виявити i розпiзнати цiлi на граничнiй дальностi цiлодобово в складних метеоумовах за умови наявностi теплового радiацiйного контрасту мiж цiллю i фоном. При вiдсутностi такого контрасту цiль можна виявити за допомогою новiтнiх тепловiзорiв, в яких джерелом iнформацiї є вiдмiннiсть поляризацiйних характеристик випромiнювання цiлi вiд фону (завади). Оптична система i матричний приймач випромiнювання (МПВ) поляриметричного тепловiзора (ПТ) дозволяють вимiрювати параметри вектору Стокса, на основi яких формується поляриметричне зображення. Метою статi є дослiдження процесу перетворення зовнiшнього та внутрiшнього IЧ випромiнювання в оптичнiй системi ПТ для покращення якостi зображення. Розглянуто два потенцiйних джерела поляризованого випромiнювання: вiдбита енергiя, яка розраховується за формулами Френеля, i стан поляризацiї власного випромiнювання. Кiнцевий стан поляризацiї буде залежати вiд ступеня поляризацiї, обумовленої кожним iз цих компонентiв i їх вiдносної величини. Враховано зовнiшнє i внутрiшнє випромiнювання, що надходять до вхiдної зiницi IЧ об’єктива, а саме потiк, вiдбитий вiд поверхнi дрона; власне (емiсiйне) теплове випромiнювання дрона; випромiнювання атмосфери мiж цiллю i ПТ; вiдбите i власне випромiнення поверхнi фазової пластинки i поляризатора. Отримано формули для розрахунку параметрiв вектора Стокса, а також ступеня поляризацiї випромiнювання, що надходить на пiксель МПВ, якi враховують орiєнтацiю поляризатора, ступiнь поляризацiї випромiнювання цiлi i атмосфери, коефiцiєнти випромiнювання i вiдбивання цiлi, яскравiсть атмосфери. Практичне застосування цих формул свiдчить про те, що вiдношення сигнал/шум в ПТ, а отже i якiсть зображення, i максимальну дальнiсть розрiзнення цiлей, можливо значно покращити порiвняно з класичними тепловiзорами.Документ Відкритий доступ Аlgorithm for Spectrum Sensing and Signal Selection by External Parameters(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Buhaiov, M. V.For modern radio monitoring, a panoramic view of a wide frequency band and signal selection is its most important part. The constant growth of the number of radio electronic devices and the expansion of the instantaneous bandwidth of analysis in modern radio receiving devices leads to the fact that a significant number of analog and digital signals can be observed at the same time. Automatic adaptation of radio monitoring system to further signal processing is possible due to preliminary signal selection. The goal of this research is to develop an algorithm for signals selection in panoramic radio monitoring systems by their external parameters. The essence of proposed algorithm is to detect occupied bands of radio frequency spectrum, estimate center frequency and bandwidth of each channel, noise level and signal-tonoise ratio. Creation of frequency channels allows for signal filtering and estimation of pulse durations, as well as occupancy of each channel. Estimates of parameter for each signal fragment and frequency channel are recorded in associative arrays, which simplifies further signal selection. Due to variability of noise and propagation channel, estimates of signal parameters for each signal fragment are random variables. To obtain reliable estimates of signal center frequency and bandwidth, they are further grouping. Array of data can be accessed both by frequency channel number (table rows) and by signal parameters (keys), which are table column headers. Associative relationships between data provide flexible signals filtering by any combination of parameters. To test developed algorithm, we analyzed frequency band of 933-953 MHz and used the DataFrame Multi Index data container of Pandas package of Python programming language. This structure provides multi-level indexing, flexible access to data, and a wide range of tools for their processing and modifying. Developed algorithm can be used in existing and future radio monitoring systems for radio electronic devices identification and databases creation.Документ Відкритий доступ Mathematical Model of Shifted Time of Combined Signal as Part of Fragments with Linear and Quadratic Frequency Modulation(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Kostyria, O. O.; Hryzo, A. A.; Solomonenko, Yu. S.; Dodukh, O. M.; Biernik, Ye. V.The issues of synthesis of nonlinear-frequency modulated probing signals, which, in comparison with wellknown linear-frequency modulated signals, have a lower maximum level of side lobes of the autocorrelation function, have a practical orientation, relate to actual problems of theory and practice of forming signals with intra-pulse modulation for radio electronic means for various purposes. The paper considers a combined nonlinear-frequency modulated signal consisting of linearly and quadratically-frequency modulated fragments. The peculiarity of the proposed approach to the description of its mathematical model is the introduction of frequency-phase compensation components, which reduces the maximum level of the side lobes of the autocorrelation function of the signal. Calculation of values of compensation components is based on consideration of the effect of derivatives of function of instantaneous phase of fragments up to the most significant order inclusive. The limitation of the method should include the requirement for the existence of their final quantity. In the first section of the article, an analysis of known studies and publications is carried out, which states that for the mathematical model of shifted time, considered in the work, the proposed method of compensating for frequency-phase distortions has not been previously considered. Therefore, in the second section of the work, the corresponding task of the study is formulated. In order to achieve the formulated task of research, the third section of the work develops a mathematical model of the shifted time of the combined signal, which contains the compensatory components of the specified distortions. The importance of their consideration in the resulting signal is theoretically substantiated and clearly demonstrated. As a result of the research, the theory of synthesis of combined signals has been developed, the composition and determination of the magnitude of frequency-phase distortions, which are caused by the appearance of the third derivative of the instantaneous phase function of the quadraticallyfrequency modulated fragment, have been established. As a direction for further research, it is planned to develop and study a mathematical model of shifted time of a three-fragment combined signal with a quadratically-frequency modulated fragment.Документ Відкритий доступ Орiєнтованi графи як математичний апарат опису дефектiв фiламенту 3D друку(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Гапон, Н. Я.; Зайченко, О. Б.Дослiджено дефекти фiламента за допомогою графiчних моделей, таких як орiєнтованi графи. Об’єктом дослiдження є графiчна модель дефекту фiламента для 3D друку. Встановлено, що метод Нiколсона-Роса-Вейра, який використовується в серiйних векторних аналiзаторах для вимiрювання параметрiв дiелектрикiв, може бути використний для створення моделей дефектiв фiламента для 3D друку. В основi запропонованого методу лежить модель у виглядi орiєнтованих графiв. Удосконалення методу Нiколсона-Роса-Вейра полягає в розвитку графiчної моделi за рахунок додавання дефекта у виглядi частини орiєнтованого графа. Аналiз моделi, побудованої на базi орiєнтованих графiв, виявив, що коефiцiєнт передачi S21 є частиною коефiцiєнта вiдбиття S11, що доцiльно пiд час розв’язання системи нелiнiйних рiвнянь для S11 та S21. Створено графiчну модель, яка вiдрiзняється тим, що враховує дефекти дiелектрикiв, тобто фiламента. Перехiд вiд графiчної моделi до аналiтичної здiйснюється, використовуючи методи спрощення або редукцiї орiєнтованих графiв, зокрема топологiчний метод за правилами Кюна та алгебраїчний метод, з урахуванням правила неторкаючихся контурiв Мезона. В результатi отриманi аналiтичнi вирази для коефiцiєнта передачi орiєнтованого графа, що є моделлю дiелектрика з дефектом всерединi. Використання двох незалежних топологiчного та алгебраїчного методiв, а також розгляд окремого випадку, коли коефiцiєнт вiдбиття дефекту дорiвнює нулю, дозволяє верифiкувати отриманi вирази для елементiв матрицi розсiювання S11 та S21. Використовуючи метод аналогiй класичного методу Нiколсона-Роса-Вейра i того ж методу з врахуванням дефекту для матерiалу фiламента, виведна аналiтична залежнiсть, яка пов’язує S21 та S11 функцiональним спiввiдношенням.Документ Відкритий доступ Метод блочного кодування кластеризованих трансформант в спектрально-параметричному просторi(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Бараннiк, В. В.; Єлiсєєв Е. С; Бабенко, М. В.; Цiмура, Ю. В.; Худаєв, О. В.; Сiненко, Д. В.; Дубовик, Г. В.; Неминущий, С. В.; Онипченко, П. М.Сучасні послуги з надання різноманітної інформації пов'язані з генерацією величезних обсягів трафіку, який необхідно передати через телекомунікаційні мережі. Значну частину цього трафіку складають потоки відеоданих. До якості такої інформації висуваються певні вимоги, в тому числі своєчасність доставки, точність, якість візуального сприйняття, якість передачі структурних складових в об'єктах моніторингу. У результаті в системах обробки інформації реалізуються методи стиснення даних. Вже розроблено кілька сімейств і версій стандартизованих підходів до стиснення. Однак потреба в аналізі відеоданих, створених віддаленими датчиками, стає все більш очевидною. Це створює протиріччя між такими показниками, як своєчасність передачі відео та його точністю (якістю зорового сприйняття відновлених відеозображень). Таким чином, відповідна наукова та практична проблема полягає в подальшому вдосконаленні методів стиснення відеоданих для пом’якшення конфлікту між цими ключовими показниками. Найбільший інтерес викликають такі показники, як рівень стиснення та спотворення в описах оцифрованих відеозображень (вимірюються піковим відношенням сигнал/шум, або PSNR). Однак ці показники, як правило, демонструють зворотну залежність, тобто підвищення рівня стиснення часто призводить до зниження якості відео. Отже, необхідність вирішення цієї суперечності спонукала до розробки цілого ряду різних методів стиснення зображень. Тим не менш, загальним недоліком існуючих методів стиснення є те, що задані рівні стиснення часто досягаються в режимах якості зображення, які демонструють артефакти, спотворення контурів і погіршення дрібних деталей. Тому для подальшого розвитку методів стиснення пропонується вибрати підхід, який передбачає контрольоване спотворення якості відео. Одним із потенційних напрямків цього підходу є використання попередньої обробки в спектральній області фрагментів відеозображення. Отже, метою цього дослідження є розробка методів стиснення з контрольованими рівнями спотворення якості на основі попередньої обробки в спектральній області. У статті представлено основні етапи розробки методу визначення локально-монотонного коду для двійкових блокових кодів у диференційно-нормальованому просторі структурних компонентів кластерних трансформантів у спектрально-параметричному описі (SPOT) з використанням маркерів однорідної довжини. Метод базується на системі розмітки двійкових блокових кодів компонентів SPOT шляхом встановлення інтервальних доменів для аргументів функцій блокового кодування. Такий підхід забезпечує необхідний рівень цілісності відновлених відеофрагментів шляхом створення умов для взаємно однозначного перетворення процесів формування коду. Порівняльна оцінка ступеня стиснення для розробленого та існуючого методів показала, що,для значущих трансформантів SPOT з параметрами квантування, що формують рівні PSNR від 27 до 37 дБ, розроблений метод демонструє перевагу у ступені стиснення. Залежно від рівня PSNR, приріст у порівнянні з методами, використаними для порівняння, коливається від 14% до 21%.